ХНЭУ. Кафедра технологии, экологии и БЖД
4.4.1. Основные физиологические системы организма человека
Организм человека – целостная, сложная, динамическая система, которая выполняет различные функции. Он включает в себя иерархически организованные подсистемы и системы, объединенные общностью строения и выполняемой функции: клетки, ткани, органы, системы органов.
В организме взрослого человека насчитывается около 200 видов клеток, которые отличаются по размерам, форме, особенностям организации, функциям. Клетки образовывают ткани. В организме человека по морфологическим и физиологическим признакам различают 4 типа тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная. Отличие между тканями заключается в том, что их клетки структурно специализированы для выполнения определенных функций, необходимых организму.
Орган состоит из нескольких видов тканей, но одна преобладает. Например, в мозге основной тканью является нервная ткань, в печени – эпителиальная ткань, в мышцах – мышечная ткань. Органы объединяются в системы органов.
Деятельность каждой физиологической системы тесно согласовывается с другими (рис. 4.1), благодаря чему происходит получение важного для жизнеобеспечения организма человека результата. Например, поступление кислорода к клеткам и выводу из них углекислого газа – результат общей деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной физиологических систем.
|
|
|
Рис. 4.1. Общее строение организма человека |
Сердечно-сосудистая система (ССС) – система органов, которая обеспечивает циркуляциюкровипоорганизмучеловекаВ состав сердечно-сосудистой системы входяткровеносные сосуды и главный орган кровообращения –сердце. Основной функцией этой системы является распространения по организмукрови, в которой содержатся питательные и биологически активные вещества, газы, продуктыметаболизма, которые обеспечивают жизнедеятельность человека.
Лимфатическая система – система лимфатических капилляров, мелких и больших лимфатических сосудов и лимфатических узлов, которая вместе с венами обеспечивает всасывание из тканей воды, удаление из них продуктов распада клеток, микробных тел и других частиц, а также выполняет защитную функцию организма. Благодаря работе лимфатической системы образовываются лимфоидные элементы, которые обеспечивают иммунитет организма человека.
Пищеварительная система обеспечивает сложный процесс обработки пищи, в результате которого питательные вещества всасываются и усваиваются, а продукты распада и непереваренные вещества выводятся из организма.
Систему органов пищеварения образовывают ротовая полость, пищевод, желудок, кишечник, пищеварительные железы.
Эндокринная система – система регуляции деятельности внутренних органовс помощьюгормонов, которые выделяются эндокринными железами непосредственно вкровь или лимфу.
К эндокринным железам относят гипофиз, половые железы, щитовидную железу, надпочечную железу. Эндокринная система оказывает непосредственное влияние на развитие, половую дифференциацию и репродуктивную функцию организма человека.
Дыхательная система – совокупность органов, которые обеспечивают поступление из атмосферного воздуха в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и вывод из организма углекислого газа.
Выделительная система – совокупность органов, которая осуществляет освобождение организма человека от конечных продуктов обмена, инородных веществ, избытка воды, соли и органических соединений, которые попали в организм с пищей или образовались в нем. Основные органы выделительной системы – почки, желудочно-кишечный тракт, легкие, кожа.
Мочеполовая система – система органов, которая включает в себя мочевые органы (выполняют функцию образования и выведения мочи) и половые органы (выполняют функцию размножения).
Эти группы органов имеют общее происхождение и связаны между собой функционально.
Опорно-двигательная система – комплекс структур, которые образовывают каркас, который создает форму организма, дает ему опору, обеспечивает защиту внутренних органов и возможность передвижения в пространстве. Опорно-двигательная система состоит из мышечной и костной систем.
Покровная система – комплекс разновидностей эпителиальной, элементов мышечной, соединительнойи нервной тканей, которые находятся на поверхности и внутриорганизмачеловека.
Покровную систему образовывают кожа, волосы, ногти, слизистые оболочки. Кожа покрывает тело извне. Слизистые оболочки выстилают изнутри полость рта, дыхательные пути, пищеварительную систему. Кожа и слизистые оболочки защищают организм человека от негативных влияний – высыхания, колебаний температуры, проникновения микробов и т.д.
Нервная система – комплекс анатомических структур, которые обеспечивают индивидуальное приспособление организма человека к внешней среде и регуляцию деятельности отдельных органов и тканей.
По расположению и структуре нервная система человека подразделяется на центральную (головной и спинной мозг) и периферическую (нервы, которые отходят от головного и спинного мозга, нервные узлы, нервные окончания).
По функциям нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную. К соматической относится часть нервной системы, которая иннервирует опорно-двигательный аппарат и все органы чувств, к вегетативной – часть, которая регулирует процессы обмена веществ и деятельности всех внутренних органов: сердца, почек, легких, желез внутренней секреции и т.д.
4.4.2. Общая характеристика анализаторов человека. Закон Вебера-Фехнера. Классификация анализаторов
Целесообразная и безопасная деятельность человека базируется на постоянном восприятии и анализе информации об окружающей среде и своем внутреннем состоянии. Все раздражения, которые воздействуют на организм и возникают в нем самом, человек воспринимает с помощью анализаторов.
|
|
Основной характеристикой анализаторов является чувствительность – свойство живого организма воспринимать раздражения, обусловленные действием факторов внешней или внутренней среды. Чувствительность характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференциальный пороги ощущения.
Абсолютный порог ощущения – это минимальная сила раздражения, при которой возникает ощущение.
Дифференциальный порог ощущения – это минимальная величина, на которую нужно усилить раздражитель, чтобы получить минимальное изменение ощущения.
Эксперименты доказали, что величина ощущения меняется медленнее, чем сила раздражителя. Согласно основному психофизическому закону Вебера-Фехнера интенсивность ощущения Е пропорциональная логарифму силы раздражителя:
|
Е = К ∙ lnR, |
где R – сила раздражителя; К – константа, которая определяется данной сенсорной системой.
Для каждого анализатора характерна минимальная продолжительность воздействия раздражителя, которая необходима для возникновения ощущения. Время от начала воздействия до появления ощущения, называют латентным периодом. Его величина для разных анализаторов составляет от 0,09 до 1,6 с.
Различают внешние и внутренние анализаторы (рис. 4.2).
|
|
|
Рис. 4.2. Классификация анализаторов человека |
4.4.3. Виды нарушений работы анализаторов
Зрительный анализатор
Зрительный анализатор – это совокупность взаимосвязанных структур, которые обеспечивают восприятие энергии светового излучения с длиной волны от 380 до 770 нм.
Функции зрительного анализатора:
воспринимает около 80 % информации, которую получает человек от окружающего среды;
выполняет первичную обработку информации (функция «осмысления», свойственная головному мозгу).
Основные виды нарушений работы зрительного анализатора – нарушение восприятия цветов, нарушение восприятия света, нарушение рефракции.
Нарушения восприятия цветов. Для того чтобы разобраться с нарушениями восприятия цветов, необходимо сперва ознакомиться с природой цветового зрения. Классической в этом отношении является трехкомпонентная теория восприятия цветов Г. Гельмгольца. Согласно этой теории в сетчатке глаза есть три вида колбочек, которые отдельно воспринимают красный, зеленый и синий цвета. Разные сочетания возбуждения колбочек приводят к ощущению промежуточных цветов (желтого, оранжевого и т.д.).
Равномерное возбуждение всех трех видов колбочек дает ощущение белого цвета. Черный цвет ощущается в том случае, если колбочки не возбуждены. Данная теория получила подтверждение в 1959 году, когда экспериментально было установлено, что в сетчатке глаза одни колбочки содержат пигмент с максимумом поглощения в синей части спектра, другие – в зеленой, третьи – в красной.
Исходя из положений данной теории очевидно, если отдельные виды колбочек или все сразу не выполняют свои функции, это приводит к возникновению определенных нарушений в восприятии цветов человеком. Эти нарушения могут быть опасными для человека, поскольку цвета часто используют в качестве носителя информации об определенных опасностях, которые могут угрожать жизни и здоровью человека, поэтому исключительно важно своевременно и верно их интерпретировать. В качестве примера в этом случае можно привести применение цветов и знаков безопасности на предприятиях. Их основное назначение состоит в привлечении внимания работников к тем элементам оборудования, которые могут быть источниками опасностей, или для обозначения мест, пребывание в которых связано с действием вредных факторов и т. д.
Различают три типа нарушений восприятия цветов (рис. 4.3).
|
|
|
Рис. 4.3. Типы нарушений восприятия цветов |
Нарушения восприятия света. Светоощущение – способность глаза к восприятию света различной яркости. Светоощущение происходит за счет работы палочек и колбочек. При этом палочки более чувствительные к свету, чем колбочки.
Различают такие типы нарушений восприятия света (рис. 4.4).
|
|
|
Рис. 4.4. Типы нарушений восприятия света |
Нарушение рефракции. Для получения четкого изображения предметов, которые находятся на разном расстоянии от человека, оптический аппарат глаза имеет способность преломлять световые лучи, которые проходят через него, фокусируя их на сетчатке. При условиях нормальной рефракции лучи света от предметов собираются на сетчатке, при нарушениях – впереди нее или за ней. Очевидно, если имеют место любые нарушения рефракции, это приводит к определенным искажениям в восприятии размера предметов и расстояния до них, что очень опасно для человека, поскольку его реакции на опасные объекты, особенно те, которые перемещаются, будут замедленными, а это может стоить ему жизни.
Выделяют следующие типы нарушений рефракции (рис. 4.5).
|
|
|
Рис. 4.5. Типы нарушений рефракции |
Слуховой анализатор
Слуховой анализатор воспринимает звуковые сигналы, которые являются колебаниями воздуха с разной частотой и силой, трансформирует механическую энергию этих колебаний в нервное возбуждение, которое субъективно воспринимается как звуковое ощущение.
Функции слухового анализатора:
воспринимает около 10 % информации, которая поступает человеку из окружающей среды; осуществляет обратную связь для управления речью; определяет направление звука и расстояние до источника его возникновения; выделяет из шума упорядоченную речь; осуществляет связь с органами управления равновесием.
Различают следующие виды нарушений работы слухового анализатора (рис. 4.6).
|
|
|
Рис. 4.6. Виды нарушений работы слухового анализатора |
Обонятельный анализатор
Обонятельный анализатор осуществляет восприятие и анализ ароматов веществ, химических раздражителей внешней среды, а также принятой пищи.
Благодаря функциям обонятельного анализатора человек ориентируется в окружающем пространстве, апробирует пищу на съедобность, исключает вредные и опасные для него вещества.
Функции обонятельного анализатора:
влияет на работу нервной системы человека, что проявляется в создании положительного или негативного настроения;
влияет на изменение порогов восприятия разных органов чувств человека.
Различают следующие виды нарушений работы обонятельного анализатора (рис. 4.7).
|
|
|
Рис. 4.7. Виды нарушений работы обонятельного анализатора |
Вкусовой анализатор
Вкус – ощущение, которое возникает в результате действия химических раздражителей (пищевых и непищевых веществ) на рецепторы языка и ротовой полости. Вкус является сложным ощущением, поскольку химические раздражители воспринимаются в комплексе с термическими, механическими и обонятельными.
Различают четыре «первичных» вкусовых ощущения:
сладкое (воспринимает в основном кончик языка);
кислое (воспринимают средняя и боковые части языка);
соленое (воспринимают боковые части языка);
горькое (воспринимает корень языка).
Основными функциями вкусового анализатора являются регулирование объема потребляемой пищи, рефлекторного выделения слюны и желудочного сока, стимулирование моторики желудочно-кишечного тракта.
Виды нарушений работы вкусового анализатора (рис. 4.8).
|
|
|
Рис. 4.8. Виды нарушений работы вкусового анализатора |
Кожный анализатор
Кожа – сложный орган, который является внешним покровом тела человека и выполняет различные физиологические функции.
Одной из самых важных функций кожи является рецепторная. В коже расположено огромное количество рецепторов, которые воспринимают разные внешние раздражения: боль, тепло, холод, прикосновение. На 1 см2 кожи расположено около 200 болевых, 20 холодовых, 5 тепловых и 25 воспринимающих давление рецепторов, которые являются периферическим отделом кожного анализатора.
Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности рефлекс отдаления от раздражителя. Болевая чувствительность мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.
Механические влияния на кожные покровы, которые не вызывают боли, воспринимаются тактильным анализатором. Тактильная чувствительность участков тела к влиянию раздражителей разная, например, минимальный порог ощущения для кончиков пальцев кистей рук – 3 мг/мм2, тыльной стороны кисти – 12 мг/мм2, для кожи в области пяты – 250 мг/мм2. Тактильная чувствительность вместе с другими видами чувствительности кожи может в некоторой степени компенсировать отсутствие или недостаточность функции других органов чувств.
Температурная чувствительность кожи обеспечивается холодовыми терморецепторами с максимумом восприятия температуры 25 – 300С и тепловыми – с максимумом восприятия 40 0С. Самая большая плотность терморецепторов на коже лица, меньше всего их в коже туловища, еще меньше в коже конечностей. Передавая информацию об изменениях температуры окружающей среды, терморецепторы играют важную роль в процессах терморегуляции, которые обеспечивают постоянство температуры тела человека.
4.4.4. Рефлекс и рефлекторная дуга
Как сказано выше, нервная система имеет сложное строение и играет главную роль во всех внутренних и внешних проявлениях жизнедеятельности организма человека. Элементарным актом, который составляет основу работы нервной системы, является рефлекс.
|
|
Осуществляется рефлекс благодаря рефлекторной дуге.
|
|
Оценивая роль рефлексов как основной формы нервной деятельности И. П. Павлов определил, что в жизни сложного организма рефлекс – самое существенное нервное явление, с помощью которого устанавливается постоянное и точное соотношение частей организма и отношение целого организма к окружающей среде.
Рефлексы делят на безусловные и условные (рис. 4.9).
|
|
|
Рис. 4.9. Условные и безусловные рефлексы |
Таким образом, сложные безусловные рефлексы составляют основной фонд жизнедеятельности организма человека. Например, благодаря пищевому рефлексу в организм человека поступают вещества, которые содержат энергию, необходимую для жизнедеятельности; защитный рефлекс обеспечивает физическую целостность организма, а половой рефлекс – сохранение и продолжение рода, т.е. с помощью сложных безусловных рефлексов возникает непосредственная реакция человека на влияние внешних и внутренних факторов.
4.4.5. Психические свойства и процессы личности
Итак, на основании изложенного выше можно сделать вывод, что жизнедеятельность человека возможна лишь при условии постоянного восприятия с помощью анализаторов воздействия внешних и внутренних факторов, на которые он реагирует определенным образом. При этом следует отметить, что реакции каждого человека на воздействие как внешних, так и внутренних факторов всегда индивидуальны и обусловлены особенностями его психики.
|
|
Содержание психики – это образы реальных предметов, явлений, событий, детерминированные индивидуальным опытом, интересами, чувствами, мировоззрением человека. Таким образом, психика является субъективным отображением объективного мира, правильность которого подтверждается практикой.
Рассматривая психику как функцию мозга, нужно иметь в виду, что:
во-первых, отображение человеком окружающего мира происходит в процессе его активной деятельности. При этом люди действуют на окружающий мир, видоизменяют его, и вместе с тем меняется сам человек, совершенствуются человеческое общество и психическая деятельность;
во-вторых, психическая деятельность не является зеркальным отображением или простым копированием всего того, что окружает человека. Психика человека – это сложный процесс познания материального мира;
в-третьих, психика – это такое отображение объективной реальности, которое зависит от жизненного опыта человека, знаний, которые он накопил, функционального состояния. Например, одно и то же явление объективного мира по-разному отображается в психике разных людей или же в психике одного и того же человека, но в разные периоды времени, при разных обстоятельствах и условиях.
Проявления психической деятельности человека разнообразны. Выделяют такие группы психических явлений (рис. 4.10).
|
|
|
Рис. 4.10. Виды психической деятельности человека |
Изучение психических процессов и свойств человека имеет исключительное значение, поскольку это дает возможность определять и обосновывать оптимальные величины нервного и эмоционального напряжения, объемы восприятия и переработки информации, темп работы и другие показатели и характеристики деятельности, что, в свою очередь, позволяет повысить общий уровень безопасности.
Безопасность жизнедеятельности Страница 15